论文部分内容阅读
摘要：本文基于导波的原理，介绍以色列Isonic2006便携试声定位多功能超声成像检测系统；针对在役输油管道进行内腐蚀检测，实现了内腐蚀的高精度定量及定位。
关键词： 超声导波、 Isonic2006系统、 内腐蚀
Abstract: this paper based on the principle of guided wave, this paper introduces Isonic2006 portable try sound positioning Israel multi-function ultrasonic imaging detection system; According to an oil pipeline in service of internal corrosion inspection, realized the high precision quantitative and corrosion in positioning.
Keywords: ultrasonic wave guide; Isonic2006 system, inside corrosion
中图分类号： TE973 文献标识码：A文章编号：
1、引言
导波技术[1-2]对管道及焊缝的内部缺陷具有高检出率及准确定量性，相对常规检测方法，并且具有检测的高效率。超声导波技术已在国内各工业领域都逐渐被广泛运用，结合国内日益兴起的工业，在某些特殊在役环境中有取代RT 技术的趋势。
2、导波检测技术基本原理[3-4]
在无限均匀介质中传播的波称为体波，体波有两种：一种叫做纵波(或称疏密波、无旋波、拉压波、P波)；一种叫做横波(或称剪切波、S波)，它们以各自的速度传播而无波形混合。而在一弹性半空间表面处，或两个弹性半空间表面处，由于介质性质的不连续性，超声波经过一次反射或透射而发生波形转换。随后，各种类型的反射波和透射波及界面波均以各自恒定的速度传播，而传播速度只与介质材料密度和弹性性质有关，不依赖于波动本身的特性。
当介质中有多于一個的界面存在时，就会形成一些具有一定厚度的“层”。位于层中的超声波将要经受多次来回反射，这些往返的波将会产生复杂的波形转换，并且波与波之间会发生复杂的干涉。若一个弹性半空间被平行于表面的另一个平面所截，从而使其厚度方向成为有界的，这就构成了一个无限延伸的弹性平板。位于板内的纵波、横波将会在两个平行的边界上产生来回的反射而沿平行板面的方向行进，即平行的边界制导超声波在板内传播。这样的一个系统称为平板超声波导。在此板状波导中传播的超声波即所谓的板波。板波是超声无损检测中最常用的一种导波形式，由20世纪初究无限大板中正弦波问题而得名。除此之外，圆柱壳、棒及层状的弹性体都是典型的波导。其共同特性是由两个或更多的平行界面存在而引入一个或多个特征尺寸〔如壁厚、直径等)到问题中来。在波导中传播的超声波称为超声导波，在圆柱和圆柱壳中传播的导波称为柱面导波。
3、Isonic2006便携式声定位多功能超声成像检测系统简介
以色列 Sonotron NDT 公司出品的Isonic系列多功能便携式超声成像检测系统，是一种由计算机集成专业软件模式的新一代数字超声成像检测设备，该设备采用Windows 操作系统、一体化防水键盘（部分机型采用内置式电子键盘）、触摸式液晶彩屏、检测数据后处理自动生成报告直接打印或快速共享至网络设备进行处理等功能，具备了电脑的所有性能。主要特点：灵巧、可靠、快速、可实现一次性记录20米扫查距离，快速完成斜探头及直探头B扫描、导波及TOFD成像自动记录缺陷，适用于各种现场的手动及自动化检测，独有的声定位C 扫描设计，可对探头和检测件的相对位置，及探头移动间距与转向角度进行全空间无线式三维跟踪，扫查成像进程与检测跟踪记录同步完成，并自动记录缺陷，确保检测区域扫查覆盖率达到100%；系统见图2.
针对管道内腐蚀检测，本文主要介绍Isonic2006检测系统中的快速导波扫描功能、快速B扫描功能、声定位C扫描功。
4、 导波对在役输油管道检测运用
针对长距离的在役输油管线，现场先是通过Isonic2006 系统的导波功能，采用其中的快速导波扫描功能对管道母材腐蚀进行快速预检，结果发现距离检测点1米外的缺陷信号，在快速导波检测出有问题的区域进行表面打磨，在打磨区通过Isonic2006系统的声定位C扫描功能对其进行内壁腐蚀定量，其扫描如图2所示，检测输入出来的数据图如图3所示。
图2 内壁腐蚀定量检测图 图3 内壁腐蚀定量检测图
根据色彩图，很容易看出内腐蚀区域的面积，从该面积图中，可以通过滤波从中精确的测量出内腐蚀的长度、宽度、深度及面积，得出的具体参数如下：
L-Coordinate = 57.28 mm （位置） Projection Length = 27.4 mm （宽度）
X-Coordinate = 47.47 mm （位置） Projection Width = 37.97 mm （长度）
Y-Coordinate - Depth = 4.01 mm （深度）Projection Height = 3.03 mm (减薄量)
有以上数据可以充分的说明Isonic2006系统的声定位C扫描功能对其内腐蚀检测的精准的定位性及定量性。
5、结论
通过波导检测技术中的Isonic2006检测系统对在役输油管道的检测中，可以得出该技术对缺陷的检出率明显高于常规的检测技术,并且对内腐蚀的长度、宽度深度、面积具有检测速度快，检测精度准的特性。扫描图显示的缺陷较为直观，并可永久保存，综合成本低，对周边环境无影响，可在很大程度上为业主节省工期，更值得重视的是对人体无辐射危害，值得推广。
参考文献：
[1] 管道超声导波检测技术研究进展.焦敬品等.实验力学[J],2002.3
[2] 输气管道超声导波检测技术.王禹钦等.2008远东无损检测新技术论坛优秀论文选登[J].2008年第9期.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词： 超声导波、 Isonic2006系统、 内腐蚀
Abstract: this paper based on the principle of guided wave, this paper introduces Isonic2006 portable try sound positioning Israel multi-function ultrasonic imaging detection system; According to an oil pipeline in service of internal corrosion inspection, realized the high precision quantitative and corrosion in positioning.
Keywords: ultrasonic wave guide; Isonic2006 system, inside corrosion
中图分类号： TE973 文献标识码：A文章编号：
1、引言
导波技术[1-2]对管道及焊缝的内部缺陷具有高检出率及准确定量性，相对常规检测方法，并且具有检测的高效率。超声导波技术已在国内各工业领域都逐渐被广泛运用，结合国内日益兴起的工业，在某些特殊在役环境中有取代RT 技术的趋势。
2、导波检测技术基本原理[3-4]
在无限均匀介质中传播的波称为体波，体波有两种：一种叫做纵波(或称疏密波、无旋波、拉压波、P波)；一种叫做横波(或称剪切波、S波)，它们以各自的速度传播而无波形混合。而在一弹性半空间表面处，或两个弹性半空间表面处，由于介质性质的不连续性，超声波经过一次反射或透射而发生波形转换。随后，各种类型的反射波和透射波及界面波均以各自恒定的速度传播，而传播速度只与介质材料密度和弹性性质有关，不依赖于波动本身的特性。
当介质中有多于一個的界面存在时，就会形成一些具有一定厚度的“层”。位于层中的超声波将要经受多次来回反射，这些往返的波将会产生复杂的波形转换，并且波与波之间会发生复杂的干涉。若一个弹性半空间被平行于表面的另一个平面所截，从而使其厚度方向成为有界的，这就构成了一个无限延伸的弹性平板。位于板内的纵波、横波将会在两个平行的边界上产生来回的反射而沿平行板面的方向行进，即平行的边界制导超声波在板内传播。这样的一个系统称为平板超声波导。在此板状波导中传播的超声波即所谓的板波。板波是超声无损检测中最常用的一种导波形式，由20世纪初究无限大板中正弦波问题而得名。除此之外，圆柱壳、棒及层状的弹性体都是典型的波导。其共同特性是由两个或更多的平行界面存在而引入一个或多个特征尺寸〔如壁厚、直径等)到问题中来。在波导中传播的超声波称为超声导波，在圆柱和圆柱壳中传播的导波称为柱面导波。
3、Isonic2006便携式声定位多功能超声成像检测系统简介
以色列 Sonotron NDT 公司出品的Isonic系列多功能便携式超声成像检测系统，是一种由计算机集成专业软件模式的新一代数字超声成像检测设备，该设备采用Windows 操作系统、一体化防水键盘（部分机型采用内置式电子键盘）、触摸式液晶彩屏、检测数据后处理自动生成报告直接打印或快速共享至网络设备进行处理等功能，具备了电脑的所有性能。主要特点：灵巧、可靠、快速、可实现一次性记录20米扫查距离，快速完成斜探头及直探头B扫描、导波及TOFD成像自动记录缺陷，适用于各种现场的手动及自动化检测，独有的声定位C 扫描设计，可对探头和检测件的相对位置，及探头移动间距与转向角度进行全空间无线式三维跟踪，扫查成像进程与检测跟踪记录同步完成，并自动记录缺陷，确保检测区域扫查覆盖率达到100%；系统见图2.
针对管道内腐蚀检测，本文主要介绍Isonic2006检测系统中的快速导波扫描功能、快速B扫描功能、声定位C扫描功。
4、 导波对在役输油管道检测运用
针对长距离的在役输油管线，现场先是通过Isonic2006 系统的导波功能，采用其中的快速导波扫描功能对管道母材腐蚀进行快速预检，结果发现距离检测点1米外的缺陷信号，在快速导波检测出有问题的区域进行表面打磨，在打磨区通过Isonic2006系统的声定位C扫描功能对其进行内壁腐蚀定量，其扫描如图2所示，检测输入出来的数据图如图3所示。
图2 内壁腐蚀定量检测图 图3 内壁腐蚀定量检测图
根据色彩图，很容易看出内腐蚀区域的面积，从该面积图中，可以通过滤波从中精确的测量出内腐蚀的长度、宽度、深度及面积，得出的具体参数如下：
L-Coordinate = 57.28 mm （位置） Projection Length = 27.4 mm （宽度）
X-Coordinate = 47.47 mm （位置） Projection Width = 37.97 mm （长度）
Y-Coordinate - Depth = 4.01 mm （深度）Projection Height = 3.03 mm (减薄量)
有以上数据可以充分的说明Isonic2006系统的声定位C扫描功能对其内腐蚀检测的精准的定位性及定量性。
5、结论
通过波导检测技术中的Isonic2006检测系统对在役输油管道的检测中，可以得出该技术对缺陷的检出率明显高于常规的检测技术,并且对内腐蚀的长度、宽度深度、面积具有检测速度快，检测精度准的特性。扫描图显示的缺陷较为直观，并可永久保存，综合成本低，对周边环境无影响，可在很大程度上为业主节省工期，更值得重视的是对人体无辐射危害，值得推广。
参考文献：
[1] 管道超声导波检测技术研究进展.焦敬品等.实验力学[J],2002.3
[2] 输气管道超声导波检测技术.王禹钦等.2008远东无损检测新技术论坛优秀论文选登[J].2008年第9期.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。